본 논문의 폭주적인(bursty) 트래픽을 생성하는 스트리밍에서 사용자가 요구하는 최소 품질 (Quality of Service)의 보장 및 공정한 대역폭 활용을위하여 개선된 대역폭 적응 기법을 제안한다. LAN상의 서버/클라이언트 유니캐스트 환경에서 수행된 시뮬레이션은 제안한 기법에 의한 전송율의 패턴이 네트워크의 일시적인 혼잡에 의한 영향이 적고 안정하며 대역폭을 공유하는 기타 커넥션들에게 공정하도록 대역폭을 활용함을 보여준다. 제안한 대역폭 적응 기법에 사용한 윈도우 기반 전송율 추정은 윈도우 크기에 따라 스트리밍 어플리케이션의 graceful degradation과 대역폭 활용의 trade-off을 갖고 있지만 세션 중 윈도우 크기를 상황에 따라 동적으로 변화시킴으로 요구사항을 충족하도록 응용될 수 있다.
본 논문에서는 비트율 제어 (rate-control)와 혼잡 제어(congestion-control) 사이의 관계를 고려하여 비디오데이터의 전송량 변화에 따른 화질 증감의 관계를 조사하고, 전송 대역폭의 변화에 대한 화질 열화를 최소화하기 위한 비디오 데이터 전송량의 변화 조건을 제안하고자 한다. 비디오 데이터를 전송하는 경우에 혼잡 제어는 현 채널 상에서 가용 전송 대역폭(Available Transmission Bandwidth)을 예측하고, 비트율 제어는 예측한 전송 대역폭을 비디오 부호화기의 전송 비트율에 적응시킨다. AIMD 기반의 혼잡 제어 기법은 비디오 데이터의 목표 비트율 (target bit rate)을 변화시키게 되고 이러한 결과는 비디오 화질의 잦은 변동으로 인해 나쁜 영향을 준다. 이러한 문제를 해결하기 위해 QP, SNR, 비트량 사이의 관계를 이용한 적응적인 메커니즘을 제안하고자 한다
이 논문에서는 Web 사이트를 설계할 때 응답시간과 관련해서 고려되어야 할 요수 중[10,15,16], 인터넷 연결 회선의 대역폭 결정에 참조될 수 있는 자료를 제시한다. 이를 위해 다양한 환경에서 Web 세션 도착율에 따른 응답시간과 회선 이용율의 변화를 관찰하고, 이를 통해 특정 대역폭의 회선에 대해 Web 서비스가 한계 응답시간 내에 보장될 수 있는 Web 세션 도착율의 임계치를 구한다. [15,16]. 이 논문에서는 데이터 수집을 위해 실험 네트워크를 구성하고, 자체적으로 구현한 패킷 생성기를 이용하여 세션 도착율의 변화에 따른 Web 트래픽을 시뮬레이션한다. 응답시간은 패킷 생성기가 생성한 각각의 HTTP(Hyper-Text Transfer Protocol)요청 패킷이 전송되는 시점부터 HTTP응답 메시지가 도착하는 시점까지의 경과된 시간으로 구하고, 회선 이용율은 SNMP(Simple Network Management Protocol)를 이용해 자체 구현한 데이터 수집기로 구한다[3]. 이 실험의 결과는, Web 사이트를 설계할 때 네트워크 전문가가 아니더라도 인터넷 연결 회선의 대역폭 결정 문제를 해결하는데 쉽고 유용하게 참조될 수 있다.
본 논문에서는 광 가입자망에서 잠재적인 병목현상을 고찰하고 가입자 망 설계시 적절한 전송 대역폭을 구하기 위하여, 사용자당 하나의 VC를 사용한다고 가정하고, 각 트래픽 소스를 MMPP로 모델링하여 통계적 다중화시 사용자수와 전송 대역폭의 관계를 분석하였다. 각 트래픽 소스를 2-state MMPP로 모델링하고 각 모델 파라미터의 변화에 따른 전송 대역폭 산출의 변화를 분석하였다. 또한 유효 대역폭에 영향을 미치는 파라미터와 셀 손실율과의 관계를 통해 한계 손실율에 따른 가입자 용량을 산출하였다.
파장 투과 대역폭이 좁으면서도 반사율이 높은 파장 필터를 구현하기 위해서 격자의 반사율이 진행 방향을 따라 서서히 변하는 구조의 에포다이즈드 격자 구조를 폴리머 광도파로와 함께 제작하였다. 격자로 인한 유효 굴절률 변화가 $5{\times}10^{-4}$인 경우에 대하여 에포다이즈드 격자의 길이에 따른 반사율 변화를 설계하였으며 길이가 15 mm 이상이 되는 경우에 반사율이 99%에 도달함을 확인하였다. 길이가 서로 다른 여러 개의 격자를 제작하여 반사율, 3-dB 대역폭, 20-dB 대역폭을 측정하였으며, 격자 길이가 18 mm인 소자에서 95%의 반사율을 얻을 수 있었고, 이때 3-dB 대역폭은 0.28 nm, 그리고 20-dB 대역폭은 0.70 nm의 특성을 가짐을 확인하였다.
최근에 제안된 TCP Vegas는 네트워크의 상황을 예측하고, 상황에 맞는 전송율의 변화를 통해 흐름제어와 혼잡제어를 함으로써 기존의 TCP Reno에 비해 많은 성능향상을 이루었다. 그러나 TCP Vegas는 네트워크에 대한 모델이 없기 때문에 네트워크의 가용대역폭을 충분히 활용할 정확한 전송율을 계산하지 못하고, 제한된 윈도우의 변화만을 적용시킴으로 인해, 급변하는 가용 대역폭의 변화에 적응을 하지 못하고 손실이 발생할 가능성이 여전히 존재한다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하고자 TCP의 단대단 연결을 큐잉 시스템으로 모델링하여 적절한 전송율을 결정함으로써, 안정되고 빠르게 가용 대역폭에 수렴하는 알고리듬을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 TCP Vegas와의 성능 비교 결과는 제안된 알고리듬이 가용 대역폭이 급변하는 네트워크 환경에서 TCP Vegas 보다 안정적이고 빠르게 반응하기 때문에 외부 트래픽의 변화에 더 잘 적응하고 처리율을 향상시키는 결과를 보여준다.
통상의 인터넷 트래픽 측정은 특정시간 전후의 트래픽 변화량을 평균한 를 이용하지만, MRTG는 해당 인터페이스를 통하여 유통된 트래픽량을 측정하는 데에는 어느 정도 신뢰성이 있으나 트래픽이 인터페이스의 대역폭을 얼마만큼 점유하였는지는 추측할 수 밖에 없다. 본 논문은 이러한 MRTG의 트래픽 유통량에 근거한 평균 그래프가 실시간 대역폭 점유율 측면에서 어느 정도의 오차율을 보이는지 인터넷 서비스 유형별로 실시간 측정 분석하여 문제점을 파악해보려 했다. 실험결과 서비스 유형별로 적게는 1.4배에서 20배에 이르는 오차율을 보였다. 즉, MRTG 그래프에 의한 대역폭 산정은 원활한 서비스 및 ISP와의 계약 시 대역폭에 의하여 과금되는 구조에서는 상당한 문제점이 있을 수 있음은 증명하였다.
본 논문에서는 음향신호의 부호화에 있어 주부호화기로 부호화 되는 주파수 대역폭이 음질에 미치는 영향에 대하여 고찰한다. 또한 비트율을 변화시켜 양자화 잡음 발생을 줄일 수 있는 비트율의 기준에 대하여 고찰한다. 마지막으로 주관적 음질평가 및 객관적 음질평가를 통하여 그에 따른 성능을 평가한다.
최근 인터넷 상에서의 효율적인 영상/음성 시스템을 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구중의 중요한 분야로는 인터넷의 대역폭을 효율적으로 사용하려는 즉 가변적인 인터넷의 사용가능한 대역폭을 예측하고, 예측된 대역폭에 알맞게 영상과 음성 정보를 압축하는 연구일 것이다. 본 논문에서는 사용 가능한 대역폭 예측에 알맞게 영상정보의 압축률을 조절하는 기법을 소개한다. 본 논문에서는 영상 압축 알고리즘의 하나인 H.261에서 압축률에 관련된 변수 값과 다양한 영상에서의 압축율 변화의 상관관계를 측정하였다. 또한 본 논문에서는 측정된 상관 관계를 수식화되고, 이 수식을 어떻게 전송량 조절 (flow control)알고리즘에 사용할 것인가를 제안한다.
스무딩은 가변 비트율로 저장된 비디오 데이터를 클라이언트로 전송할 때 일련의 고정 비트율로 전송할 수 있도록 전송 계획을 세우는 것이다. 이러한 스무딩 알고리즘들에는 CBA, MCBA, MVBA, PCRTT, e-PCRTT 알고리즘 등이 있다. 그러나 이 알고리즘들에서는 전송률 감소량의 최대화를 고려하지 않아서 새로운 구간에서 전송률의 감소가 요구되는 경우에 서버에서 제공할 수 있는 여분의 대역폭에 대한 효율적인 사용을 어렵게 할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 제한된 네트워크 대역폭을 갖는 VOD 서버에서 보다 많은 비디오 데이터를 서비스 할 수 있게 하기 위하여 새로운 구간의 전송률의 감소가 요구되는 경우에는 전송률 감소량을 최대로 하고 새로운 구간의 전송률의 증가가 요구되는 경우에는 전송률 증가량을 최소로 하는 스무딩 알고리즘을 제안하고 성능을 평가한다. 제안 알고리즘의 성능은 Final Four 비디오 소스를 이용하여 첨두 전송률, 전송률 변화 횟수, 평균 전송률 증가량, 평균 전송률 감소량을 비교 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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